Устройство для сопряжения вычислительных машин с абонентами

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 11951285 фф(22) Заявлено 01,04.80 кто исоедмнением заявк о суларственныи комитет СССР о ледам изобретений и открытий2. Бюллетень Мо 3 публиковано 150 а опубликования описания 15088 72) Авторыизобретени Тр А. Белозеров и 71) Заявит 4) УСТРОЛСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ МАШИН С АБОНЕНТАМИИзобретение относится к вычислмтельной технике и может найти применение при создании высокопроизводительных и экономичных систем переработки информации.В настоящее время известны резервированные перестраиваемые устройства.Известно .устройство для сопряжения, содержащее ЭВМ и а устройств 10ввода - вывода 11.Однако в ней количество включенных ЭВМ не зависит от количества ре-. шаемых задач и, следовательно, система обладает повышенным энергопотРеблением. 15Наиболее близким техническим решением является устройство 23, содержащее приемные блоки, выходы которых подключены к входам первого элементаИЛИ и блока формирования запроса,счетчик, суммирующий вход которогосоединен с выходом первого элементаИЛИ, а выходы через дешифратор и элементы И подключены к входам коммутатора, выходы которого через элементИЛИ подключены к блоку обработки запросов, который управляется от специальной схемы,содержащей три элемента И, два элемента ИЛП и два триггера, устройство презназначено для 30 моделирования процесса сборботки инФормации. Недостатки сюда следует,том, что для обработки запросов используется только один блок обработки запросов, что снижает производительность устройства; длительность обработки сформированного сообщения (число включений и итераций) определяется включенной выходной шиной дешифратора, отсюда следует, что предполагаемая длительность должна быть известна заранее, а это сужает область применения устройства. При необходимости обработки параллельно несколько запросов в соответствующее количество раз должны быть увеличены аппаратурные затраты, что приведет к увеличению энергопотребления. Последующий запрос может быть обработан только после окончания обработки предыдущего запроса, что также снижает производительность устройства. И, наконец, устройство позволяет лишь моделиоовать процесс сбора и обработки информации, но не осуществлять сам процесс приема и обработки многоразрядной информации. Действительно, как видно иэ чертежа данного устройства, в нем нет дажесвязи от приемников входной инфорглации к блоку обработки запросов.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная,.цель достигается тем, что в устройство для сопряжения вычислительных машин с абонентами, содержащее счетчик, дешифратор, регистр конфигурации, два элемента ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно 0 с суммирующими и вычитающими входами счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, выходы дешифратора соединены с входами соответствующих разрядов регистра конФигурации, 15 выходы разрядов регистра конфигурМ- ции являются выходами запуска устройства, входы первого элемента ИЛИ являются входами запросов обмена устройства, входы второго элемента 20 ИЛИ являются входами. окончания вычислений устройства, дополнительно введен блок распределения задач, содержащий группу триггеров, две группы из а элементов И, группу из и элементов И, группу из в элементов ИЛИ, группу из и элементов ИЛИ, триггер запуска,три элемента ИЛИ и элемент И, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с единичными входами соответствующих триггеров .группы, инверсные и прямые выходы которых соединены соответственно с соответствующими входами элемента И и с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы которых являются информационными выходами устройства, вторые входы элементов .И второй группыподключены к информационному входу устройства, входы сигналов занятости устройства соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы и с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ и с выходами запуска абонентов устройства,входы окончания обмена устройствасоединены с соответствунюцими входами пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевыми входамитриггеров группы и триггера запуска, единичный вход и инверсный выход которого соединен соответственно с выходом четвертого элемента ИЛИи с вторыми входами элементов И третьей группы, третьи входы элементов И фтретьей группы соединены с соответствующими входами готовности абонентов устройства, инверсный вход 1-го(1=3,щ) элеглента И первой груцпысоединен с выходом (1-2)-го элемен та ИЛИ первой .группы, первый вход которого соединен с (1-1)-м управляющим входом третьей группы устройства, второй вход 1-го (1=2 в) элемента ИЛИ первой группы соединен с выходом (1-1)-го элемента ИЛИ первой группы, второй вход первого элемента ИЛИ первой группы и инверсный вход второго элемента И первой группы соединены с первым управляющим входом третьей группы устройства, инверсный вход 1-го (1=3 и) элемента И третьей группы соединен с выходом (1-2)-го элемента ИЛИ второй группы, первый вход которого соединен с (1-1)-м управляющим входом пятой группы устройства, второй вход -го =2п) элемента ИЛИ второй группы соединен с выходом (3-1)-го элемента ИЛИ второй группы, второй вход первого элемента ИЛИ второй группы и инверсный вход второго элемента И третьей группы соединены с первым управляющим входом пятой группы устройства.На фиг. 1 и 2 приведена функциональная схема устройства для сопряжения.Устройство для сопряжения содержит входных абонентов 1,а вычислительных модулей 2, счетчик 3, суммирующий вход 4 которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 5, выходы которого соединены с первыми управляющими входами абонентов 1, вычитающий вход б через второй элемент ИЛИ 7 подключен к первым управляющим выходам 8 вычислительных модулей 2, а выходы соединены с входами дешифратора 9, выходы которого подключены к установочным входам разрядов регистра конфигурации 10, единичные выходы которого соединены с управляющими входами 11 .вычислительных модулей 2. Дополнительно система снабжена блоком распределения задач 12,. первые управляющие входы 13 которого подключены к вторым управляющим выходам абонентов 1, вторые управляющие входы 14 соединены с третьими управляющими выходами абонентов 1, третьи управляющие входы 15 подключены к вторым управляющим выходам вычислительный модулей 2, информационные выходы 16 которых соединены с выходами системы, а информационные входы 17 подключены к информационным выходам 18 блока распределения задач 12, информационный вход 19 которого соединен с информационными выходами абонентов 1, а управляющие выходы 20 подключены к управляющим входам абонентов 1.Блок распределения задач (фиг. 2) содержит первую группу 21 из п элементов И, вторую группу 22 из щ элементов И, а групп каналов 23, а триггеров 24, триггера запуска 25,первую гРуппу из (и)-х элементов го разряда регистра конфнгурации ИЛИ 26, вторую .группу из (а)-х10 поступает на управляющие входы элементов ИЛИ 27, три элемента.ИЛИ 11 первого вычислительного модуля 2 28-30 и элемент 31. Входы первого и осуществляет его включение. После элемента ИЛИ 28 соединены с первыми включения соответствующего вычисли- управляющими входами 13 устройства, 5 тельного модуля 2 на их вторых упа выход подключен к нулевым входам равляющих выходах будут сформироватриггеров 24 и к нулевому входу триг- ны единичные сигналы. В частности, гера запуска 25, нулевой выход кото- при включении первого вычислитель- рого соединен с первыми входами и ного модуля 2 единичный сигнал с элементов И первой группы 21, вторые второго управляющего выхода через входы которых подключены к выходу третий управляющий вход 15 блока третьего элемента ИЛИ 30, третьи вхо- распределения задач 12, через соотды соединены с вторыми управляющими ветствующий элемент И 22, открытый входами 14 устройстьа и через соответ по второму входу единичным сигналом ствующие элементы ИЛИ 26, другие с выхода элемента И 31, на входы ко-входы которых подключены к предьщу торого поступают единичные сигналы щнм элементам ИЛИ 26 этой же группы, с нулевых выходов а триггеров 24, соединены с инверсными входами, а поступает на единичный вход первого выходы подключены к управляющим вы- триггера 24 и устанавливает его в ходам 20 устройства и через второй .единицу. Одновременно этот же едиэлемент ИЛИ 29 к единичному входу Щ ничный сигнал поступает через элетриггера запуска 25. Третьи управля- менты ИЛИ 27 второй группы на инверс. ющие входы 17 устройства соединены с ные входы всех остальных элементов входами третьегО элемента ИЛИ 30 и И 22 второй группы, обеспечивая с перешуми входами а элементов И вто- их закрытое состояние. Единичный рой группы 22 и через соответствую сигнал с единичного выхода триггера щие элементы ИЛИ 27 второй группы, 24 поступает на управляющий вход друние входы которых подключены к вы- соответствующей группы клапанов 23 ходам предыдущего элемента ИЛИ 27 и открывает ихНулевой сигнал с второй группы, соединены с инверс- нулевого выхода триггера 23 поступа- . ными входами элементов И 22 второй ет на вход элемента И 31, обеспечивагруппы третьи входы которых через . ет формирование на его выходе нуле- элемент И 31 подключены к нулевым вого сигнала. выходам триггеров 24, единичные вхо- Одновременно единичный сигнал с ды которых подключены к выходам соот- третьего управляющего входа 15 посветствующих элементов И второй тупает через третий элемент ИЛИ 30 группы 22, а единичные выходы соеди- З 5 на элемент И. 21 первой группы наФ иены с управляющими входами клапанов другие прямые входы которого посту, информационные входы которых под- . пают единичные сигналы с нУлевого ключены к информационному входу 19, выхода триггера запуска 25 и через а выходы - к информационным выходам второй управляющий вход 14 от втоустройства 18. 10 рого управляющего выхода абонента.Работа схемы перестраиваемой Этот же сигнал через .;элемент ИЛИ 26 вычислительной системы заключается первой группы поступает на инверсные . в следующем. входы всех последующих элементов И 21,В исходном состоянии. разряды первой группы. Вследствие этого на Регистра конфигурации 10, триггеров 4 выходе соответствующего элемента И 24 и триггер запуска 25 устройства первой группы формируется единичный распределения задач 12 находится в сигнал, который через второй элемент нулевом состоянии. Счетчик 3 также ИЛИ 29 поступает на единичный вход находится в нулевом состоянии. Все триггера запуска 25 и устанавливает вычислительные модули 2 выключены, щ .его в единицу. Нулевой сигнал с нуле- С первых управляющих выходов абонен- вого выхода триггера запуска 25 зактов 1 сигналы - заявки на решение рывает все элементы И 21 на время задач; поступают через первый элемент ввода информации от избранного або- ИЛИ 5. на суммирующий вход счетчика 3. ,нента. Одновременно единичный сигнал Дешифратор 9 в соответствии с кодом с выхода элемента И 21 поступает на счетчике 3 Формирует на одном изчерез управляющий выход 20 устройстИсвоих выходов единичный сигнал, ва распределения задач 12 на управлякоторый поступает на вход соответ- ющий вход соответствующего абонента ствующего разряда регистра конфи- и осуществляет его запуск. Информация гурации 10, При поступлении первой с избранного абонента 2 через инфорзаявки, например, от второго абонен мационный вход 19 устройства распрета 1 единичный сигнал будет сформи- деления задач 12 и через открытую рован на втором выходе дешифратора . группу клапанов 23 и соответствующий 9, который устанавливает в единицу ей информационный выход 18 устройства первый разряд регистра конфигурации распределения задач 12 поступает на 10. Единичный сигнал с выхода перво- Я ,вход соответствующего вычислительно 951285го модуля 2. После окончания приема информации с абонента 1 на его втором управляющем выходе формируется управляюций сигнал, который через соответствующий управляющий вход 13 первой группы управляющих входов бло ка распределения задач 12 и первый элемент ИЛИ 28 поступает на нулевой вход триггера запуска 25 и на нулевые входы щ триггеров 24, устанавливая их в нулевое состояние, Таким об- О разом, схема приходит .в исхЬдное состояние.После окончания переработки информации на первом управляющем выходе 8 соответствующего вычислительного модуля 2 формируется управляющий сигнал, который через элемент ИЛИ 7 поступает на вычитаюций вход 6 счетчика 3. Следовательно, в счетчике 3, динамически формируется код числа заявок на решение. Как только количество заявок в счетчике 3 достигнет некоторой величины А, фор 1 лируется единичный сигнал на четвертом выходе дешифратора 9,.который поступает на единичный вход второго разряда регистра конфигурации 10 и устанавливает его в единицу. Единичный сигнал с выхода этого разряда поступает на управляющий вход 11 второго вычислительного модуля 2 и осуцествляет его 3 О включение. Включение других модулей 2 осуществляется аналогично при увеличении кода числа заявок в счетчике 3. При уменьшении кода количества заявок в счетчике 3 до некоторой 35 величины А 6 А формируется единичный сигнал на третьем выходе дешифратора 9, поступает на нулевой вход второго разряда регистра конфигурации 10 и устанавливает его в нуль. Нулевой 40 сигнал с единичного выхода данного разряда регистра конфигурации 10 поступает на первый управляющий вход 11 второго вычислительного модуля 2 и вызывает его отключение. Отключе ние предыдущих вычислительных модулей 2 осуществляется аналогично при изменении кода числа заявок в счетчике 3.Рассмотрим работу схемы при наличии заявок на решение от нескольких абонентов 1 и нескольких включенных Вычислительных модулей 2. Пусть.заявки на решение задач есть от всех входных абонентов 1, а в работу включены первые два вычислительных модуля 2. 55 Будем считать, что одновременное формирование управляющих сигналов на Вторых управляющих выходах вычислиТельных модулей 2, в силу случайного Времени решения задач, маловероятно 60 Пусть первым освободтлся второй вычислительный модуль 2. Управляюций сигнал со второго управляюцего выхода второго вычислительного модуля 2 через соответствующий управляющий 65 вход 15 группы управляющих входовблока распределения задач 12 и черезвторой элемент И 22 первой группы,открытый по другому прямому входуединичным сигналом с выхода элементаИ 31, а по инверсному входу - нулевым сигналом с первого входа 15третьей группы управляющих входов,поступает на единичный вход соответствуюцего триггера 24, устанавливаяего в .единицу, единичный сигнал свыхода которого открывает соответствуюцую группу клапанов 23. Одновременно этот же сигнал через третийэлемент ИЛИ 30 и через первый элементИ 21 первой группы, открытый по другим входам единичными сигналами с нулевого выхода триггера запуска 25и с управляющего входа 14, поступает через второй элемент ИЛИ 29 и суправляющего на .единичный вход триггера запуска 26, устанавливая его вединицу, и через управляющий выход20 - на управляюций вход первогоабонента 1 и осуществляет его запуск. Вследствие этого осуществляется ввод информации с первого абонента 1 через информационный вход 19устройства распределения задач ичерез соответствующую группу клапанов 23 во второй вычислительный модуль 2. Заметим, что второй и последующий элементы И 21 в это времязакрыты единичным сигналом, поступающим от третьего управляющего выходапервого абонента 1 через вторые управляющие входы 14 устройства распределения задач и через элементы ИЛИ 26первой группы на инверсные входы элементов И 21, После окончания информации с первого абонента 1 на еговтором управляюцем выходе будет сформирован единичный сигнал, которыйчерез управляющий вход 13 устройствараспределения задач 12 и через первый элемент ИЛИ 28 поступает на нулевые входы триггера запуска 25 и триггеров 24, устанавливая их в нулевоесостояние, Одновременно с этим сформированы нулевые сигналы на третьихуправляющих выходах абонентов 1 ина втором управляюцем выходе вычислительного модуля 2. Если к этомувремени есть сигнал на втором управляюцем выходе первого вычислительного модуля 2, то аналогично описанному производится запуск и ввод информации от второго абонента 1 в первый вычислительный модуль 2. В этом.случае будет открыт второй элементИ 21 первой группы, так как с третьего- управляющего выхода второго абонента через управляющий вход 14поступает единичный сигнал, которыйоткрывает соответствующий элементИ 21 и через элементы ИЛИ 26 первойгруппы запрещает открытие последующих элементов И 21 первой группы.Работа системы при другом количестве включенных вычислительных модулей 2 аналогична описанной. Из описания работы схемы устройства распределения задач следует, что элементы ИЛИ 26 первой группы и ИЛИ 27 вто рой группы элементов обеспечивают запуск последующего абонента после окончания работы предыдущего и соответственно прием информации в последующий вычислительный модуль толь ко после окончания приема информации в предыдущей вычислительный модуль, что обеспечивает устойчивую работу системы при наличии заявок на решение от нескольких абонентов и нескольких 5 готовых к работе вычислительных модулей.Таким образом, устройство для сопряжения в перестраиваемой вычислитель=20 ной системе позволяет обеспечитьпроизводительность примерно в щ раз больше, чем производительность прототипа, а по сравнению с аналогичными вычислЯтельными системамис постоянной 25 конфигурацией обеспечивает более экономичный энергетический режим.Формула изобретенияустройство для сопряжения вычисли тельных машин с абонентами, содержацее счетчик, дешифратор, регистр конфигурации, два элемента ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, выходы дешифратора соединены с входами соответствующих разрядов регистра конфигурации, вы ходы разрядов регистра конфигурации являются выходами запуска устройства, входы первого элемента ИЛИ являются входами запросов обмена устройства,входы второго элемента ИЛИ явля ются входами окончания вычислений устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введен блок распределения задач, содеРжащий гРуппу 50 триггеров, две группы из щ элементов И, группу из и элементов И, группу из щ элементов ИЛИ, группу из и элементов ИЛИ, треггер запуска, три элемента ИЛИ и элемент И, выход кото, рого соединен с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с единичными входами соответствующих триггеров группы, инверсные и прямые входы которых соединены соответственно с соответствующими входами элемента И и спервыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы которых являются информационными выходами устройства, вторые входы элементов И второй группы подключены кинформационному входу устройства,входы сигналов занятости устройствасоединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группыи с соответствующими входами третьегоэлемента ИЛИ, выход, которого соединен с первыми входами элементов Итретьей группы, выходы которых соединены с соответствуюцими входами четвертого элемента ИЛИ и с выходамизапуска абонентов устройства, входыокончания обмена устройства соединены с соответствующими входами пятогоэлемента ИЛИ, выход которого соединенс нулевыми входами триггеров группыи триггера запуска, единичный вход иинверсный выход которого соединенысоответственно с выходом четвертогоэлемента ИЛИ и с вторыми входами элементов И третьей группы, третьи входы элементов И третьей группы соединены с соответствуюцими входами готовности абонента устройства, инверсный вход 1-го (1 3, ,щ) элемента И первой группы. соединен с выходом(1-2)-го элемента ИЛИ первой группы,первый вход которого соединен с(1-1)-м управляюцим входом третьейгруппы устройства, второй вход-го(1=2. щ) элемента ИЛИ первойгруппы соединен с выходом- 1)-гоэлемента ИЛИ первой группы и инверсный вход второго элемента И первойгруппы соединены с первым управляюцим входом третьей группы устройства,инверсный вход 1-го (1-3,п) элемента И третьей группы соединен свыходом (1-2)-го элемента ИЛИ второйгруппы, первый вход которого соединенс (1-1) м управляющим входом пятойгруппы устройства, второй вход 1-го(/-2п) элемента ИЛИ второйгруппы соединен с выходом -1)-гоэлемента ИЛИ второй группы, второйвход первого элемента ИЛИ второйгруппы и инверсный вход второго элемента И третьей группы соединены спервым управляющим входом пятой группы устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Р 52-4 178,кл. 97 (7)(0 06 Е 15/16 ), опуб"лик. 1978,2. Авторское свидетельство СССРР 613925, кл. О 06 Г 15/16, 1977951285 Составитель В. АедоницкийРедактор К, Волощук Техред А.Бабинец КорректорО. Бил ное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,акаэ 5947/54 ВНИИП по 113035, Тираж 731 Государственного делам иэобретений Москва, Ж, Рауш Помитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/